Nghiên cứu triển khai mạng fttx tại thành phố bắc ninh trên nền gpon

ĐAI H QUỐ C GIA HÀ NÔI OC TRƯỜ NG ĐAI H OC CÔNG NGHÊ - - LÊ THANH TÙNG NGHIÊN CỨU TRIỂN KHAI MẠNG FTTX TẠI THÀNH PHỐ BẮC NINH TRÊN NỀN GPON LUÂN VĂN THAC SĨ CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ, TRUYỀN THÔNG H ̀ ̣ A NÔI 2017 ĐAI H QUỐ C GIA HÀ NÔI OC TRƯỜ NG ĐAI H OC CÔNG NGHÊ - - LÊ THANH TÙNG NGHIÊN CỨU TRIỂN KHAI MẠNG FTTX TẠI THÀNH PHỐ BẮC NINH TRÊN NỀN GPON Ngành: Công Nghệ Kỹ thuật Điện tử, Truyền thông Chuyên ngaǹ h: Kỹ thuật viễn thông Mã số: 60520208 LUÂN VĂN THAC SĨ CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ, TRUYỀN THÔNG Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Nguyễn Quốc Tuấn H ̀ ̣ A NÔI 2017 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan nội dung viết hồn tồn thống khơng chép, kết đo đạc mơ có luận văn thạc sĩ chưa công bố từ tài liệu hình thức Các thơng tin sử dụng luận văn thạc sĩ có nguồn gốc đươc trích dẫn rõ ràng Tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm có dấu hiệu chép kết từ tài liệu khác Hà Nội, ngày 28 tháng 12 năm 2017 Tác Giả Lê Thanh Tùng LỜI CẢM ƠN Đầu tiên, xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến PGS.TS Nguyễn Quốc Tuấn, người tận tình hướng dẫn giúp đỡ tơi hồn thành luận văn tốt nghiệp thạc sĩ suốt thời gian vừa qua Tôi sin cám ơn quý thầy cô, anh chị bạn khoa Điện tử- Viễn thơng, Đại học cơng nghệ có góp ý kịp thời bổ ích, giúp đỡ tơ suốt trình nghiên cứu luận văn Cuối cùng, tơi xin chân thành bày tỏ lịng biết ơn đến thầy, cô khoa Điện Tử Viễn – Thông, trường Đại học Công nghệ, Đại học Quốc Gia Hà Nội, truyền đạt cho kiến thức quý báu, đồng thời giải đáp cho thắc mắc, tạo điều kiện tốt để thực đồ án tốt nghiệp Mặc dù nỗ lực cố gắng hoàn thiện luận văn thạc sĩ tất nhiệt tình lực mình, nhiên khơng thể tránh khỏi thiếu sót, mong nhận đống góp quý báu quý thầy cô bạn Tôi xin chân thành cảm ơn Hà Nội, ngày 28 tháng 12 năm 2017 Học Viên Lê Thanh Tùng DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT Chữ viết tắt ADM APON Tiếng Anh Add Drop Multiplexer ATM Pasive Optical Tiếng Việt Bộ ghép kênh xem kẽ Mạng quang thụ động dung ATM Netwwork Asynchronous Tranfer ATM Chế độ truyền tải không đồng Cáp nối với thiết bị Tỷ lệ bit lỗi Ghép kênh theo mã Thiết bị khách hang Tổng đài trung tâm Kiểm tra vịng dư Địa đích Thiết bị thơng tin số liệu DCS DP DFSM Mode Attchment Unit Interface Bit Error Rate Code Division Multiplexing Customer Equipment Central Office Cyclic Redundany Check Destination Address Data Communications Equipment Digital Crossconect Distribution Point Dispersion Flattened Single EPON Mode Ethernet Passive Optical Mạng quang thụ động dung FTTB FTTC FTTH ISO Netwwork Fiber to the Building Fiber to the Curb Fiber to the Home International Organization Ethernet Cáp quang nối đến tòa nhà Cáp quang nối đến cụm dân cư Cáp quang nối tận nhà Tổ chức tiêu chuẩn quốc tế MAN OLT ONU ONT ODP for Standardization Metro Area Netwwork Optical Line Terminal Optical Network Unit Optical Network Termila Optical Distribution Point Mạng diện rộng Thiết bị kết cuối đường quang Thiết bị kết cuối mạng quang Thiết bị đầu cuối mạng quang Mạng phân phối cáp quang AUI BER CDM CE CO CRC DA DCE Bộ nối chéo số Điểm phân phối quang Sợi tán sắc phẳng PCS PDU PMA Physical Coding Sublayer Protocol Data Units Physical Layer Attachment Lớp mã hóa vật lý Đơn vị số liệu giao thức Truy nhập lớp vật lý PMD Physical Medium Phụ thuộc môi trường vật lý PON SA SFD SME SMF SSM TCP TDM UNI UTP VLAN VPN WAN WDM Dependent Passive Optical Netwwork Source Address Start of Frame Delimiter Station Management Entity Single Mode Fiber Standard Single Mode Transport Control Protocol Time Division Multiplexing User Network Interface Unshielded Twisted Pair Virtual Local Area Network Virtual Private Network Wide Area Network Wavelength Division Mạng quang thụ động Địa nguồn Ranh giới bắt đầu khung Thực tế quản lý trạm Sợi quang đơn mode Sợi đơn mode chuẩn Giao thức điều khiển truyền tải Ghép kênh theo thời gian Giao diện mạng người dung Cáp trần xoắn đôi Mạng LAN ảo Mạng riêng ảo Mạng diện rộng Ghép kênh theo bước sóng … … Multiplexing … … … … DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1-1: Mơ hình Mạng quang thụ động Hình 1-2: Các kiểu kiến trúc PON Hình 1.3 :TDMA GPON .10 Hình 1.4 Kiến trúc điển hình mạng WDM - PON 14 Hình 2.1 Kiến trúc mạng GPON 19 Hình 2.2 :TDMA GPON .22 Hình 2.3: GPON định cỡ cự li giai đoạn 25 Hình 2.4: GPON định cỡ cự li giai đoan 26 Hình 2.5: Báo cáo phân bố băng thông GPON .28 Hình 2.6: Thủ tục cấp phát băng thơng GPON 29 Hình 2.7: Giới hạn tốc độ bít - khoảng cách sợi quang với n1= 1.5, .34 Hình 8: Sự phụ thuộc khoảng cách với tốc độ bít với loại sợi quang 35 Hình 2.9Hiện tượng tán sắc 36 Hình 2.10: Tán sắc tổng cộng D liên quan đến DM DW 37 Hình 2.11: Sự giảm trừ cơng suất nhiễu mode theo suy 44 Hình 2.12 : Fiber to the home “Cáp quang nối tới nhà” .47 Hình 2.12: Cấu trúc mạng FTTH-GPON 47 Hình 2.10: Cấu hình mạng FTTB/FTTC .49 Hình 2.11: Các dịch vụ cung cấp mơ hình FTTB/FTTC .49 Hình 2.12: Mơ hình triển khai FTTO 50 Hình 3.1: Bản đồ thành phố Bắc Ninh 52 Hình 3.2: Ví dụ kiến trúc mạng FTTH GPON 53 Hình 3.3: Sơ đồ mơ mạng quang FTTx 56 Hình 3.4: Phân tích BER truyền dẫn FTTx 56 Hình 3.5: Mơ hình khảo sát hệ số tán săc sợi quang .58 Hình 3.6: Độ rộng xung lối vào & lối .59 Hình 3.7: Sơ đồ thiết kế mạng quang thụ động GPON Bắc Ninh 66 Hình 3.8: Sơ đồ lắp đặt thiết bị thực tế hệ thống GPON TP.Bắc Ninh67 DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1: Bảng xác định quỹ hao công suất 39 Bảng 2.2: Bảng Suy hao thành phần .40 Bảng 2.3: Bảng Suy hao spliter 40 Bảng 2.4: Bảng Suy hao loại connector 40 Bảng 3.1: Chỉ tiêu tính tốn nhu cầu .62 Bảng 3.2: Thống kê tổng hợp nhu cầu thông tin 63 Bảng 3.3: Thống kê dung lượng cáp phối, chia .70 Bảng 3.4 So sánh lựa chọn thiết bị OLT .71 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU .1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN MẠNG QUANG THỤ ĐỘNG (PON) 1.1 Mở đầu 1.2 Kiến trúc PON 1.3 Các hệ thống PON triển khai 1.4 Kết luận 15 CHƯƠNG 2: CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CHẤT LƯỢNG MẠNG GPON 18 2.1 GIỚI THIỆU CHUNG 18 2.1.1 Tình hình chuẩn hóa GPON 18 2.1,2 Kiến trúc GPON 19 2.1.3 Thông số kỹ thuật 20 2.2 KỸ THUẬT TRUY NHẬP VÀ PHƯƠNG THỨC GHÉP KÊNH .21 2.2.1 Kỹ thuật truy nhập .22 2.2.2 Phương thức ghép kênh .23 2.2.3 Phương thức đóng gói liệu .24 2.2.4 Định cỡ phân định băng tần động 24 2.2.5 Bảo mật mã hóa sửa lỗi 29 2.2.6 Khả cung cấp băng thông 29 2.2.7 Khả cung cấp dịch vụ 31 2.3 MỘT SỐ VẤN ĐỀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG 33 2.3.1 Ảnh hưởng suy hao 33 2.3.2 Ảnh hưởng tán sắc 35 2.3.3 Ảnh hưởng quỹ công suất 38 2.3.4 Ảnh hưởng quỹ thời gian lên 41 2.3.5 Các yếu tố khác ảnh hưởng đến hệ thống thông tin quang 43